探討低壓供配電系統在高層建筑電氣設計中的可靠性

史建雷

摘要：低壓供配電系統猶如高層建筑中的神經樞紐，對于整個高層建筑來說異常重要。在高層建筑的低壓供配電系統設計應用中，往往會由于客觀條件引起可靠性問題，因此，低壓供配電系統的設計應當得到相關人員的高度重視。基于此，本文主要對高層低壓配電系統可靠性進行分析，希望能夠促進高層建筑低壓配電系統的發展。

關鍵詞：低壓供配電系統；建筑電氣設計；可靠性

伴隨著社會經濟的不斷發展，在現代建筑施工中，對電氣設計的要求也逐漸提升，特別是對高層建筑的電器設計，不但要保證供電的安全與穩定，同時還必須達到智能化的電器需求。根據有關標準規定，高層兼職指的是樓層在十樓以上的住宅建筑物或者是高度高于24米的部分民用建筑物。在高層建筑當中不但需要使用大量的電器設備，同時對電氣設備有較高的要求。在許多建筑的電氣設計中，對用電的安全可靠以及供電均有比較高的標準要求。建筑電氣設計的可靠性與否將對居民生命財產的安全帶來直接影響。一旦發生事故將引發無法想象的損失，因此，高層建筑的供配電系統的可靠性在電氣設計當中占有極為重要的地位。

1 建筑電氣中低壓配電設計現狀

低壓配電系統在實施過程中，電力工程建設中是很常見 的，一個系統也是必不可少的，系統主要包括高（低）壓配電線路、低壓斷路器和配電變電站的設備，他們的不同部分，低壓斷路器由于其獨特的作用的核心是低壓配電系統。

1.1用電量大

由于高層建筑的數量與大量的電氣設備，結合用戶群，迄今超過其他類型的建筑在功耗方面。兩供水設備，其中電 梯、家用電器等都屬于電力設備的長期需求，使得高層建筑的用電需求，用電負荷增加，提出了更高的要求，在可靠性和高層建筑低壓配電設計安全。

1.2功率要求大

對于商住樓高層建筑來說，供電系統不僅要滿足商業用電，還要滿足生活用電，這就要求供電系統必須具有良好的 性能。同時，高等級配電系統還必須保證供電系統故障，通過備用供電設備滿足應急用電需求。

1.3系統復雜性高

高層建筑配電系統的設計不僅需要實用性，還必須充分考慮與其他系統的連接。為了保證供電的可靠性和穩定性，高層建筑中常用的電源。

2.影響高層建筑低壓供配電系統可靠性的因素

2.1過載短路問題

在高層建筑電氣設計中，站在低壓供配電系統可靠性視角上，要加大對過載保護與短路保護的重視力度，保證在配電系統發生故障時，斷路器和保護裝置及時反應，切斷故障電路，進而保證供電線路與供電設備的安全性。

2.2接地質量問題

在高層建筑電氣設計中，常常發生低壓供配電系統接地形式混亂問題，或是接地管理混亂，再加上接地處理沒有充分的重視，接地處理不規范，沒有根據相關要求和標準進行操作，很容易發生接地質量問題，降低低壓供配電系統的可靠性。

2.3保護裝置問題

在數據統計調查中，發現大多數高層建筑低壓供配電系統都存在安全保護裝置安裝設置問題，不能及時檢測與控制供配電系統漏電問題，導致觸電事故和火災事故的發生，一旦發生，無論是人員傷亡還是財產損失都十分嚴重。

2.4漏電保護問題

漏電保護是低壓供配電系統的一種保護性措施，可以直接預防或是控制接地事故，若人體接觸電流，漏電保護裝置可以瞬時跳閘，切斷電源，保證人身安全。但就當前而言，在低壓供配電系統設計中，無論是漏電保護裝置的選擇或是使用，都存在一定的問題，降低了漏電保護裝置的保護作用，影響低壓供配電系統的可靠性。

3.高層住宅低壓電源配置

供電電源在滿足電力負荷的條件下，對于變電所的安全以及公配系統的可靠性會產生一定的影響。如上文所述，高層建筑大多采用一級或者二級負荷，變壓器通常由兩臺以上，同時還有一臺柴油發電機組。啟動柴油發電機組的條件為，當20kV兩進線回路均停電的情況下，作為經濟電源使用的柴油發電機竟會在10s內自行啟動，擔負起重要負荷的供電。此外，為了不降低消防用電的可靠性，一旦出現火災，就能夠自動切除非消防用電負荷。為了有效的保證供電的穩定性，非消防一級負荷應當由雙電源進行供電，假如一個電源出現了故障，也不會產生斷電事故。對于一些重要的負荷來說，使用雙重電源仍然無法滿足需求，還應當配置備用電源。對于非消防二級負荷來說，應當由兩個回路進行同時供電，以此保證電量充足。

當消防用電的負荷為一級時，其主電源與備用電源應當獨立設置在專用回路的雙電源進行供電，而當消防負荷等級為二級時，主電源與變電系統應當采用雙回路的電源進行供電。假如需要為消防用電設備提供雙重電源時，就可以將任意一個回路設置為主電源，當出現電源斷電時，保證另一個電源能夠自動進入供電狀態[2]。高層建筑中的消消防配電系統裝置應當設立在建筑物的電源線處或者配變電出，應急裝置應當與主配電裝置分開。假如條件不允許，無法分開設置，就需要將其與主電源進行并列布置，在兩者的分界處設置防火隔斷，設置配電裝置時，應當按照實際情況來進行明確的標注。在供配電設計中，低壓配電級數應當盡量減少，最好不要超過三級，需注意的是，將配電箱的總開關由斷路器換為隔離開關并不能減少配電級數。此外，為了有效的保證在發生火災時能夠迅速的切斷消防負荷電源，應當在建筑的進線處設立單獨的配電裝置。

4.供電線路的可靠性分析

4.1 供電線路安全的設計

在滿足電力負荷的要求下，供電線路的可靠性也是非常關鍵的，供電線路的敷設方式通常應當按照建筑自身的特點以及用電設備的分布等因素確定，應當盡量避免因為外部熱源或者灰塵聚集以及腐蝕污染等環境對于布線系統產生的影響。還應當注意避免在敷設以及使用的過程中因為建筑物的伸縮。受到沖擊以及震動等外界應力造成的損失。高層建筑的消防用電設備一般采用專用的供電回路，包括防排煙風機、消防控制室以及消防水泵等的供電，針對此種情況，施工方應當在最末級的配電箱出設置自動切換裝置，敷設的配電線路應當滿足相關規范。在建筑電氣設計中，地下室車庫應急照明配電通常會直接明裝在車庫墻上，而配電箱沒有安裝防水設施，假如在配電箱附近發生火災，配電箱將會很快被燒毀，針對此種情況，施工人員應當在配電間設置配電箱，以此保證應急照明系統的可靠性。

4.2 干線手段保護器分支線安全長度的分析

按照供配電系統設計的要求規定，在不影響一級以及二級負荷中斷供電的情況下，配電線路被前段線路算路保護電器保護，加上在此段路線路與過負載保護電器能通過的短路能量較小，因此可不設置短路保護。為了增加供配電系統的安全性，在進行建筑電氣低壓供配電設計中，無論是城區內的高層建筑還是郊區的別墅，大多都采用了分區樹干式的配電方式。

總之，高層建筑中電氣設備很多，而且施工復雜，同時還增加 了電能負荷。低壓供配電系統作為電氣設計的核心環境，其是否能夠安全可靠地運行，直接關乎到電氣設備的功能是否能夠得以充分發揮。文章強調電氣設備的可靠性是保證高層 建筑用電安全的關鍵，針對電氣設計中低壓供配電系統的運行可靠性的相關問題展開研究。

參考文獻

[1]張紹暉.探討高層建筑電氣設計低壓供配電系統的可靠 性[J].中華民居（下旬刊），2014（14）：163.

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[3]葉書明.針對高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性分析[J].民營科技，2014（08）：19.

[4]劉道銅.高層建筑電氣設計低壓供配電系統的可靠性分析[J].科技致富向導，2014（14）：158+236.

（作者單位：哈爾濱工業大學建筑設計研究院）